通化南部小巖體成礦初探
——以葦沙河巖體為例

張大偉，婁雪家，許志華，王 淼，李丁丁

(1.吉林省有色金屬地質勘查局六○六隊，吉林 通化 134002；2.吉林省有色金屬地質勘查局，長春 130000；3. 中化地質礦山總局福建地質勘查院，福州 350013)

1 小巖體成礦理論

1.1 小巖體成礦理論概述

“大巖體能夠為成礦提供充足的物質來源和熱動力”是國際上經典找礦理論，我國結合實際情況在20世紀80年代提出“關于小巖體成礦”，認為“小巖體的成礦作用是至關重要的”[1-3]。 湯中立院士對小巖體成礦體系的定義是出露面積n～n×10-2km2的地殼淺成、超淺成高位侵入巖漿成礦體系[4]，“小巖體的形態愈復雜，成礦和礦的富化便愈有利”[5]；90年代開始湯中立院士提出“小巖體成大礦”[6]，并在生產實踐上取得一系列成果[7-10]，形成了“小巖體成礦體系”[11-15]。雖然有的觀點認為“巖漿熱液成礦理論是失敗的”[16]，就礦床成因本身，無論是“三位一體”，即層控、熱液交代和斑巖型三者共存[17]，還是“三元成礦理論”，即熱源、水源和礦源，或者同生論者，都不能否認巖漿活動是成礦的必要條件。

1.2 小巖體成礦實例

通過總結國內外一系列大型、超大型礦床，筆者認為“小巖體成礦”理論已經比較成熟，也通過該理論發現了一批大、中型基性—超基性鎳(銅、鈷)、鉑族巖漿硫化物礦床，如甘肅金川(二輝橄欖巖)巨型銅鎳鈷鉑礦(1.84 km2)、新疆圖拉爾根(橄欖巖—輝長巖)大型銅鎳鈷鉑礦(0.005 km2)、新疆喀拉通克(黑云角閃蘇長巖)大型銅鎳鈷鉑礦(0.075 km2)、云南白馬寨(輝長巖—橄欖巖)中型銅鎳鉑礦(0.009 km2)、吉林紅旗嶺7號(頑火輝石巖)大型銅鎳鈷鉑礦(0.02 km2)、俄羅斯Norol’sk-Talnaka(輝長粗玄巖)巨型銅鎳鈷鉑礦(0.02 km2)、加拿大Voisey’s Bay(橄長巖)巨型銅鎳鈷鉑礦(4.5 km2)、俄羅斯Pechenga(輝長巖—輝石巖—橄欖巖)巨型銅鎳鉑礦(6.0 km2)、云南金寶山(含長橄欖巖—輝長巖—閃長巖)大型鉑鈀礦(1.95～3.17 km2)、新疆荒山(橄欖巖—輝長巖)大型銅鎳礦(3.04 km2)、新疆磁海(橄欖輝長巖—輝綠巖)中型鐵鈷鎳銅礦(0.05 km2)、吉林赤柏松(輝綠輝長巖—含長二輝橄欖巖)中型銅鎳礦(0.22 km2)等眾多與小巖體有關的礦床。

圖1 吉林南部大地構造圖Fig.1 Geological structures map of southern Jilin province1—遼東臺隆—吉黑優地槽褶皺帶界線(Ⅱ)；2—Ⅲ級構造單元界線；3—Ⅳ級構造單元界線；4—中生代構造盆地；5—復背斜；6—印支—燕山期侵入巖；7—玄武巖；8—中生界；9—下古生界；10—上元古界；11—中—下元古界；12—太古界；13—花崗巖

1.3 中酸性小巖體成礦

對于小巖體成礦體系，湯中立院士2006年提出“兩類巖漿的小巖體成大礦”[6]，北京大學陳景衍教授2012年就“為什么中酸性小巖體成大礦”的問題，從成礦物質來源、運移和儲集三個方面進行了論述[18]，但是在中酸性小巖體成礦[19]方面目前還沒有引起足夠的重視。雖然一些學者認為“太新的巖體是不利于成礦的” ，而統計數據證明“中國東部中生代成礦大爆發是具有中國特色的地質事件”[20]。筆者在工作中也曾提出“非正常巖體(如SiO2不飽和的中性閃長巖含石英)對成礦有著特殊意義”，通過與國內外一些礦床對比發現很多金礦與花崗閃長巖、石英閃長巖關系十分密切[21-22]，例如國外智利El Teniente(石英閃長巖)巨型銅鉬礦、巴布亞新幾內亞的Porgera(二長閃長巖)超大型金礦、加拿大Snip(石英二長閃長巖)金礦、秘魯Parcoy-pataz(二長閃長巖)金礦、智利北部的Mantos de Punita-qui(二長閃長巖)金礦和國內安徽獅子山(二長閃長巖)大型銅金鉬礦、甘肅大水(輝石閃長巖—花崗閃長巖)超大型金礦、吉林二密(石英閃長巖)中型銅礦、吉林復興屯(石英閃長巖)銅金礦都與中—新生代閃長巖有關；國內的新疆大紅山(閃長巖)銅金礦、內蒙古腦包溝、壕賴溝(閃長巖、花崗閃長巖)金礦、云南張公嶺(花崗閃長巖)金礦、新疆金窩子(花崗閃長巖)金礦、吉林小西南岔(石英閃長巖)銅金礦[23]等受晚古生代以來印支期—海西期中酸性巖體控制。

2 通化南部地質特征

2.1 區域地質特征

通化南部大地構造位置處于中朝準地臺(Ⅰ)，遼東臺隆(Ⅱ)，鐵嶺—靖宇臺拱(Ⅲ)南東翼和太子河—渾江陷褶斷束(Ⅲ)接觸部位，分別屬于龍崗斷塊(IV)和清河臺穹(IV) 兩個四級構造單元[24]，成礦區帶屬濱西太平洋成礦域，華北陸塊成礦省，華北陸塊北緣東段太古代、元古代、中生代Au-Cu-Ag-Pb-Zn-Ni-Co-硫鐵礦成礦帶和渾江—集安金、銀、銅、鉛、鋅、鈷、鎳、銻、鉬等多金屬地球化學省中段。區內以太古代陸核為基底，經古元古代陸核活動增生、新元古代—古生代陸核穩定發展、中新生代陸核活化改造長期地質歷史發展歷程，為礦產資源形成提供了優越的地質條件。

2.2 區域巖漿巖分布

研究區巖漿巖比較發育，分布廣泛。巖漿活動主要發生在前震旦紀、華力西期、印支早期、燕山期。前震旦紀巖漿活動從基性—中酸性火山噴發開始，終于混合巖化作用形成混合花崗巖，華力西期主要表現為中酸性巖漿侵入，燕山期巖漿活動尤為強烈，顯示中酸性—酸性(偏堿性)巖漿侵入和火山噴發[25]。巖漿熱液不僅是礦物質的來源體，也是運移富集圍巖中元素的熱動力源[26]。區域上主要巖漿巖分布見圖2。

2.3 巖體規模與成礦

通化南部具廣泛的巖漿活動，按規模大小有龍頭巖體、崗山巖體和岔信子巖體等巖基(≥100 km2)，有復興屯巖體、葦沙河巖體、松頂山巖體等巖株(100～20 km2)，和正岔巖體、魚營巖體、子城山巖體、赤柏松—金斗—高麗廟—下排—灣灣川基性巖墻—脈巖群和岔信子正長斑巖脈群、正岔鈉長斑巖脈群等一系列小巖體(<20 km2)。通化周邊已經發現的赤柏松銅鎳礦、二密銅礦、復興屯銅金礦、金廠溝金礦等礦床都與巖株和小巖體關系密切，其中通化南部的葦沙河巖體附近有11金礦點、3個銅礦點和1個鉛礦點，具有很好的找礦潛力。

3 葦沙河巖體與成礦

根據區域地質調查報告，葦沙河巖體指主要分布在小葦沙河—西大灣子一帶的石英閃長巖體，呈北東向展布，長約10 km，寬2～4.5 km，面積約24 km2。本文重新定義了葦沙河巖體，系指華力西晚期侵入到早元古代裂谷邊緣石英閃長巖的統稱，包括民主村以南(東西向，長5 km，寬0.5 km)、民和(東西向，長0.9 km，寬0.4 km)、姜家溝(東西向，長0.4 km，寬0.2 km)、愛國以東(東西向，長4.5 km，寬0.2～1.5 km)和新農(2個直徑為0.65 km和0.35 km的圓形)閃長巖。葦沙河巖體群整體呈近東西向—北東東向展布，西部呈近東西向帶狀—橢圓狀小侵入體產出，北側有岔信子巖體侵入；東部呈北東東向展布，北西側為岔信子巖體，中部為魚營巖體所穿切。

3.1 巖體特征

圖2 通化南部地質簡圖Fig.2 Sketch geological map of Southern Tonghua1—第四系；2—白堊系；3—侏羅系；4—中元古界；5—早元古界；6—正岔花崗斑巖；7—復興屯閃長巖；8—崗山角閃鉀長花崗巖；9—砬子溝黑云母花崗巖；10—龍頭似斑狀黑云母花崗巖；11—魚營黑云母花崗巖；12—岔信子似斑狀黑云母花崗巖；13—葦沙河石英閃長巖；14—葦沙河閃長巖；15—子城山斜長花崗巖；16—赤柏松輝綠輝長巖；17—輝綠玢巖；18—正長斑巖；19—鈉長斑巖；20—鉛/金礦點；21—鎳/銅礦點；22—找礦預測區

構造巖漿旋回超單元單元巖體名稱代號微量元素特征含礦性侵入時代/Ma燕山晚期崗山復式巖體似斑狀鉀長花崗巖幸福πγ3(1)5Nb、Ta、W、Cu、Pb、ZnNb、Ta、Cu128角閃鉀長花崗巖崗山γ3(1)5Nb、Ta、Au、Ag、WNb、Ta、Au、Ag110 142燕山期松頂山復式巖體花崗斑巖J3DNi、V、Ti、B、P、Zn、Co、Cr石英二長閃長巖J3CCu、B、Pb、Zn、Sn、Sr中粒石英閃長巖J3BCu、Co、V、Pb、Ba細粒石英閃長巖J3AMn、Cu、Mo、Ag、GaCu166.6燕山早期龍頭復式巖體黑云母花崗巖砬子溝γ2(2)5143 150似斑狀黑云母花崗巖龍頭γ2(1)5Fe、S172燕山—印支期復興屯復式巖體花崗斑巖正岔γπ3(2)5Cu、Zn、W、Mo、CoCu、Mo、Pb、Zn81斑狀黑云母花崗巖南岔πγ3(2)5Cu、Zn、W、Mo、CoCu、Mo、Co、Au203閃長巖復興屯δ1(1)5Co、PbPb、Zn213海西晚期民主超單元黑云母花崗巖魚營γ3(3)4W高Au似斑狀黑云母花崗巖岔信子λ3(2)4Zn、WCu269石英閃長巖—閃長巖葦沙河—西趟溝—新農δο3(1)4δ3(1)4Zn、Au、Ag、W、Co、CrAu271 272老嶺期巨斑狀花崗巖雙岔γ22Pb、AgPb、Au1651 1793集安期斜長花崗巖輝綠輝長巖子城山赤柏松γ12νβμCu、Co、Ni、PtCu、Co、Ni2562

表2 巖體地球化學特征一覽表

資料來源：①大泉源幅1:200000區域地質調查報告，②吉林有色地勘局606隊江沿鉆孔原生暈數據。*Au單位為10-9。

3.2 礦化線索

目前在葦沙河巖體北部零星開展了部分地質、物、化探工作，發現了一些積極的找礦線索。

3.2.1 葦沙河巖體深部低阻異常(鉬)

根據在葦沙河巖體北部施測的可控源音頻大地電磁測深剖面，在葦沙河巖體深400～500 m部位有低阻異常，推測由礦化體引起，經鉆探工程(ZK0-1)驗證在異常梯度帶見有18條鉬礦(化)體，累積厚度9.3 m，最高品位0.15×10-2，平均品位0.064×10-2。經原生暈分析Mo、Re、Bi高出地殼克拉克值十幾至幾十倍，自上至下呈Cr-Ni-Co-Cu的分帶性，且高值主要產在中性巖閃長巖體內；在接觸帶附近Co、Mo、W、Bi呈現明顯的富集趨勢(圖2)；Mo、Re、In呈現多個高值區，且Re高值區在閃長巖中比較集中，Mo高值區在花崗巖(魚營巖體)中上部比較集中。根據原生暈數據及Re元素主要伴生在輝鉬礦中且比鉬的化學性質穩定的特性，認為在葦沙河巖體、漁營巖體一帶有鉬、錸的找礦遠景，證明了鉬元素主要來源于葦沙河巖體。

圖3 ZKW0-1號鉆孔原生暈折線圖Fig.3 Primary halo line chat of drill ZKW0-1

3.2.2 江沿六隊接觸帶高極化異常區(金、鉬多金屬)

在江沿六隊一帶葦沙河巖體以北與太古界表殼巖接觸部位，局部開展了激電中梯測量工作，發現在接觸帶附近普遍具有高極化反應，視極化率一般可以達到4%～7%，最高達到13%，經槽探、坑探工程驗證主要由硫化物引起(黃鐵礦、少量輝鉬礦)，PD8坑道見有三處礦化段：115～150 m石英細脈帶，見有多條石英細脈，厚度一般5～30 cm，并伴有方鉛礦化和黃鐵礦化，采樣分析金品位一般為0.49×10-6～1.20×10-6，個別銀品位為52.3×10-6；156～171 m破碎蝕變帶發現鉬礦化體，礦帶寬7.80 m，礦體厚度4.0 m，平均品位0.103×10-2，其余地段品位為0.018×10-2～0.023×10-2；在200 m處見多金屬硅化帶，具較強方鉛礦化、黃鐵礦化，伴有硅化、碳酸鹽化，采樣分析金品位5.82×10-6，銀品位438×10-6，鉛品位1.19×10-2，鋅品位0.85×10-2。

3.2.3 甘家溝高極化異常區(金多金屬)

在葦沙河巖體以北5 km處發現一處長500 m、寬25 m高極化異常(未封閉)，背景值在3%以下，異常區視極化率5%～7%，異常東側見一條寬20 m左右的角閃石二長巖脈(與葦沙河巖體特征類似)，目前發現18號、23號、24號金礦體，其中23號礦體長150 m、延深180 m，賦存在角閃二長斑巖脈(區域上定名為正長斑巖)的上盤。由于金礦體中載金硫化物含量較少，不可能引起大面積高極化異常，推測其為閃長巖脈深部硫化物引起。

3.2.4 葦沙河巖體西部礦點(銅金多金屬)

在葦沙河巖體西部發現姜家溝銅礦點、老虎磊子銅礦點和愛國鉛礦點、新農金礦點，在以往礦點檢查時已被放棄，實際地質勘查工作度較低，缺乏有效工程驗證，需要進一步分析研究。

3.3 巖漿作用與成礦

葦沙河巖體出露面積雖然比湯中立院士對“小巖體”的定義(<10 km2)大，但它是由一系列石英閃長巖體群組成的，有多個單獨的小巖體或小巖株成群出現，根據其分布特點符合“小”和“廣”的規律[27]，具備小巖體成礦的前提條件。葦沙河巖體位于鴨綠江多金屬成礦帶中部，區內構造發育，巖漿巖廣布，成礦地質條件十分優越。民主超單元由中性—酸性多期次巖漿侵入構成斑巖—熱液成礦系統，葦沙河巖體—岔信子巖體—魚營巖體一系列巖漿活動為成礦物質遷移提供了礦物質來源和充足的熱動力，對比吉林省小西南岔銅金礦、二密銅礦和復興屯銅金礦等礦床皆是產在一套中性—酸性復式巖體中，是尋找銅、金、鉬多金屬礦的有利場所。

4 結論

通過研究認為葦沙河巖體群目前雖然未發現較大的礦床，經過“中生代成礦大爆發” 之前的預富集作用，形成了一系列銅金礦點和鉬的礦化線索，具有很好的找礦前景，具備尋找銅、金、鉬多金屬礦的潛力。綜合地球物理、地球化學特征，結合湯中立院士對小巖體成礦稟賦的5字特征，針對葦沙河巖體圈定了4個找礦有望區段，即甘家溝金多金屬找礦遠景區、江沿六隊金鉬多金屬找礦遠景區、葦沙河巖體深部低阻含鉬異常區(分布有6個金礦點、1個銅礦點)和環繞岔信子巖體南部的石英閃長巖(分布有2個銅礦點、1個鉛礦點、1個金礦點)，同時以下多處小巖體也具有一定的找礦意義：

1)趙家街—興盛輝綠玢巖脈群，由八個小輝綠玢巖脈組成，長度0.3～1 500 m，寬15～40 m，分布有金、銅水系沉積物異常。

2)腰營子—馱道石英閃長巖體群，位于復興屯巖體以北2 km，由四個小巖株組成，總面積約0.75 km2，與復興屯巖體是同源同期產物，分布有馱道銅礦點。

3)西岔—東岔鈉長斑巖脈群，由十二條近南北向、北東向、北西向鈉長斑巖脈組成，脈巖長一般1～4 km，最長8 km，寬一般30～160 m，主要受近南北向構造控制，兩側分布有銅、鉛礦點。